(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから吐出された作動油をタンクへの戻りラインで濾過するフィルタと、このフィルタに作用する圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて目詰まり検出を行う制御手段とを備えた建設機械のフィルタ目詰まり検出装置において、上記作動油の温度を検出する油温検出手段が設けられ、上記制御手段は、
(ｉ)  作動油温度が、フィルタ目詰まり検出を行うべき温度としての規定温度以上になったときに目詰まり状態か否かを判定する目詰まり検出を行い、
(ｉｉ)  上記規定温度を、エンジン始動前の作動油温度である初期油温に応じて、低温時に高温時よりも規定温度を下げる方向に変更する
ように構成されたことを特徴とする建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記初期油温が設定値以上の場合は、作動油温度が第１規定温度以上になったときに目詰まり検出を行い、初期油温が設定値未満のときは作動油温度が上記第１規定温度よりも低い第２規定温度以上になったときに目詰まり検出を行うように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項３】
上記油圧アクチュエータを操作する操作手段と、この操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段とを備え、上記制御手段は、上記操作手段の非操作時に目詰まり検出を行うように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項４】
上記制御手段は、目詰まり検出中に上記操作手段の操作があったときに目詰まり検出を中断するように構成されたことを特徴とする請求項３記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項５】
上記油圧ポンプとして、ポンプレギュレータによって吐出流量が制御される可変容量型の油圧ポンプが用いられ、上記制御手段は、上記油圧ポンプに規定流量を吐出させた状態で目詰まり検出を行うように構成されたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項６】
上記制御手段は、上記油圧ポンプに規定流量を吐出させた状態を一定時間継続させるように構成されたことを特徴とする請求項５記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項７】
上記油圧アクチュエータを操作する操作手段と、この操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段とを備え、上記制御手段は、上記操作手段の非操作時に目詰まり検出を行い、操作手段の操作があったときに目詰まり検出を中断するとともに、上記ポンプレギュレータに操作に応じたポンプ吐出量を指令するように構成されたことを特徴とする請求項５または６記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項８】
上記圧力検出手段として、上記フィルタの前後の差圧が目詰まり状態を表す目詰まり基準値以上であるときに作動する差圧スイッチが用いられ、上記制御手段は、この差圧スイッチの作動時にフィルタが目詰まり状態であると判定するように構成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項９】
上記制御手段は、上記差圧スイッチの作動状態が一定時間継続したときに目詰まり状態であると判定するように構成されたことを特徴とする請求項８記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【請求項１０】
上記制御手段は、上記エンジンを始動させるキースイッチの１回のオン操作につき１回だけ目詰まり検出を行うように構成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の建設機械のフィルタ目詰まり検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械において作動油を濾過するフィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、特許文献１に示されているように、フィルタの前後の差圧を検出し、この差圧が設定値以上となったときに目詰まり状態であると判定するものが公知である。
【０００３】
この場合、作動油の温度により動粘度が変化し、差圧に影響するため、検出精度を上げるためには、目詰まり検出に当たって作動油温度を管理するのが望ましい。
【０００４】
この作動油温度に関して、特許文献１に記載された公知技術では、油温センサによって検出された作動油温度に応じて、油温が規定温度(目詰まり検出に適した温度。たとえば５０℃以上)よりも低い場合には電磁リリーフ弁等の昇温手段を作動させて作動油を加熱し、規定温度まで上げる昇温処理を行うこととしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記公知技術によると、寒冷時(とくに寒冷地の冬季)には昇温処理を行っても油温が規定温度まで上がらない場合があるため、目詰まり検出の頻度が下がり、目詰まりの検出漏れが生じがちとなる。
【０００７】
ここで、検出頻度の確保を優先して、規定温度を、寒冷時を基準として低く設定することが考えられる。しかし、こうすると寒冷時以外の通常温度下で検出精度が悪くなる。
【０００８】
そこで本発明は、寒冷時でも必要な検出頻度を確保しながら、通常温度下での高い検出精度を維持することができる建設機械のフィルタ目詰まり検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから吐出された作動油をタンクへの戻りラインで濾過するフィルタと、このフィルタに作用する圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて目詰まり検出を行う制御手段とを備えた建設機械のフィルタ目詰まり検出装置において、上記作動油の温度を検出する油温検出手段が設けられ、上記制御手段は、
(ｉ)  作動油温度が、フィルタ目詰まり検出を行うべき温度としての規定温度以上になったときに目詰まり状態か否かを判定する目詰まり検出を行い、
(ｉｉ)  上記規定温度を、エンジン始動前の作動油温度である初期油温に応じて、低温時に高温時よりも規定温度を下げる方向に変更する
ように構成されたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記制御手段は、上記初期油温が設定値以上の場合は、作動油温度が第１規定温度以上になったときに目詰まり検出を行い、初期油温が設定値未満のときは作動油温度が上記第１規定温度よりも低い第２規定温度以上になったときに目詰まり検出を行うように構成されたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記油圧アクチュエータを操作する操作手段と、この操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段とを備え、上記制御手段は、上記操作手段の非操作時に目詰まり検出を行うように構成されたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、上記制御手段は、目詰まり検出中に上記操作手段の操作があったときに目詰まり検出を中断するように構成されたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記油圧ポンプとして、ポンプレギュレータによって吐出流量が制御される可変容量型の油圧ポンプが用いられ、上記制御手段は、上記油圧ポンプに規定流量を吐出させた状態で目詰まり検出を行うように構成されたものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の構成において、上記制御手段は、上記油圧ポンプに規定流量を吐出させた状態を一定時間継続させるように構成されたものである。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項５または６の構成において、上記油圧アクチュエータを操作する操作手段と、この操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段とを備え、上記制御手段は、上記操作手段の非操作時に目詰まり検出を行い、操作手段の操作があったときに目詰まり検出を中断するとともに、上記ポンプレギュレータに操作に応じたポンプ吐出量を指令するように構成されたものである。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの構成において、上記圧力検出手段として、上記フィルタの前後の差圧が目詰まり状態を表す目詰まり基準値以上であるときに作動する差圧スイッチが用いられ、上記制御手段は、この差圧スイッチの作動時にフィルタが目詰まり状態であると判定するように構成されたものである。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８の構成において、上記制御手段は、上記差圧スイッチの作動状態が一定時間継続したときに目詰まり状態であると判定するように構成されたものである。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかの構成において、上記制御手段は、上記エンジンを始動させるキースイッチの１回のオン操作につき１回だけ目詰まり検出を行うように構成されたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、目詰まり検出を行うべき作動油温度として設定される規定温度を、エンジン始動前の初期油温に応じて、低温時に高温時よりも下げる方向で変更するため、寒冷時にも必要なフィルタ目詰まり検出頻度を確保することができる。
【００２０】
しかも、初期油温が高い場合(通常温度)には規定温度を上げるため、通常温度下での適正な検出精度を維持することができる。
【００２１】
この場合、初期油温と規定温度の関係を予めテーブル化しておき、初期油温に応じて規定温度を連続的に変化させるようにしてもよいし、請求項２の発明のように、制御の簡素化のために初期油温が設定値(たとえば−５℃)以上か未満かで規定温度を第１、第２両規定温度の二通りで変更するようにしてもよい。
【００２２】
請求項３，４の発明によると、油圧アクチュエータを操作する操作手段の非操作時、つまり作業休止時に目詰まり検出が行われるため、作業に支障を与えない範囲でフィルタの目詰まり検出を行うことができる。
【００２３】
この場合、請求項４の発明によると、目詰まり検出中に操作手段の操作があったときは目詰まり検出を中断するため、操作の影響によりフィルタ前後の圧力が変化して誤検出を招くおそれがない。
【００２４】
請求項５〜７の発明によると、油圧ポンプに規定流量を吐出させた状態で目詰まり検出を行うため、検出に適した流量を規定流量として設定することにより、検出精度を上げることができる。
【００２５】
この場合、請求項６の発明によると、規定流量を一定時間継続して流すため、検出精度がより向上する。
【００２６】
また、請求項７の発明によると、操作手段の非操作時に規定流量を流して目詰まり検出を行い、操作があったときに目詰まり検出を中断する構成をとる場合に、中断とともにポンプ吐出量を操作に応じた値、つまり通常の流量制御に戻すため、流量が多いまま操作が行われることで微操作性が損なわれるというおそれがない。
【００２７】
請求項８，９の発明によると、圧力検出手段としてオン／オフ式の差圧スイッチを用いるため、圧力検出手段のコストが安くてすむ。
【００２８】
また、請求項９の発明によると、差圧スイッチの作動状態が一定時間継続したときに目詰まり状態であると判定するため、目詰まり以外の原因によって一時的に差圧スイッチが作動した場合を目詰まり判定から除外し、検出精度を上げることができる。
【００２９】
請求項１０の発明によると、エンジンキースイッチの１回のオン操作につき１回だけ目詰まり検出を行うため、とくに操作手段の非操作時に規定流量を流して目詰まり検出を行う構成をとる場合に、必要以上に目詰まり検出が実行されることによるエネルギーロスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルタ目詰まり検出装置の回路構成及びブロック構成を示す図である。
【図２】同装置による目詰まり検出作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２の続きのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は実施形態に係るフィルタ目詰まり検出装置の回路構成及びブロック構成を示す。
【００３２】
１はエンジン２によって駆動される可変容量型の油圧ポンプで、この油圧ポンプ１から吐出された圧油（作動油）が、操作手段としてのリモコン弁３によって操作されるコントロールバルブ４を介して油圧アクチュエータ(図例では油圧シリンダ)５に供給され、この油圧アクチュエータ５からの戻り油がコントロールバルブ４経由でフィルタ６を通ってタンクＴに戻される。
【００３３】
フィルタ６には、完全に目詰まりしたときに油をタンクＴに逃がすためのバイパスチェック弁７が並列に接続されている。
【００３４】
油圧ポンプ１はポンプレギュレータ８によって吐出流量が調整され、ポンプレギュレータ８は制御手段としてのコントローラ９によって制御される。
【００３５】
この装置においては、フィルタ６を通過する作動油の温度を検出する油温センサ（油温検出手段）１０と、フィルタ６の前後の差圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する圧力検出手段としての差圧スイッチ１１とが設けられ、油温センサ１０からの油温信号及び差圧スイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦ信号がコントローラ９に入力される。
【００３６】
差圧スイッチ１１は、目詰まり検出時にフィルタ６に流される規定流量でのフィルタ前後の差圧が、フィルタ６の目詰まり状態を表す目詰まり基準値以上であるときにＯＮ作動する。
【００３７】
一方、コントローラ９からの信号に基づいて「正常」「異常」の判定結果を表示(モニタ表示とブザー作動またはその一方)する表示手段１２が設けられるとともに、センサとして、リモコン弁３の操作時にコントロールバルブ４に送られるパイロット圧を検出する操作検出手段としての圧力センサ１３，１４が設けられ、この圧力センサ１３，１４からの信号がコントローラ９に入力される。
【００３８】
なお、リモコン弁３がレバー操作されることから、以下、リモコン弁３の操作をレバー操作、レバー操作による信号をレバー信号という。
【００３９】
また、エンジン２を始動／停止させるエンジンキースイッチ１５のオン／オフ信号もコントローラ９に入力される。
【００４０】
コントローラ９は、このエンジンキースイッチ１５のオン／オフ信号、圧力センサ１３，１４からの信号、及び差圧スイッチ１１からのオン／ＯＦＦ信号に基づき、ポンプレギュレータ８を制御してフィルタ６の目詰まり検出を行う。
【００４１】
この点の作用を図２，３のフローチャートを併用して説明する。
【００４２】
図２に示すように、エンジンキースイッチ１５がオン操作(エンジン始動操作)されると、ステップＳ１でこの時点、つまりエンジン始動前の作動油温度である初期油温Ｔｉが検出・記憶される。
【００４３】
ステップＳ２でこの初期油温Ｔｉが設定値(たとえば−５℃)以上か未満かが判別され、設定値以上の場合は、フィルタ目詰まり検出を行うべき作動油の温度としての規定温度Ｔｒが第１規定温度(たとえば５０℃)に、設定値未満の場合は規定温度Ｔｒが第２規定温度(たとえば３０℃)にそれぞれ設定される。
【００４４】
ステップＳ３では、現在の作動油温度が規定温度Ｔｒに達したか否かが判別され、ＮＯの場合はまだ目詰まり判定を行うべきでないため、ステップＳ４で目詰まり判定を可能とする判定可能フラグがＯＦＦとされる。
【００４５】
一方、ＹＥＳの場合は、ステップＳ５でレバー操作無しか否かが判別され、ここでＮＯ(レバー操作有り)の場合は作業中につき目詰まり判定を行うべきでないとしてステップＳ４(判定可能フラグＯＦＦ)に移る。
【００４６】
これに対しＹＥＳ(レバー操作無し)の場合は、作業中でないから目詰まり判定を行ってもよいとして判定可能フラグをＯＮとする。
【００４７】
ステップＳ４，Ｓ６の続きとして、図３に示すように、ステップＳ７で判定可能フラグがＯＮか否かが判別され、ステップＳ８で判定タイマ(目詰まり検出を継続して行う時間)のカウントを開始するとともに、ポンプ吐出量を目詰まり検出に適した規定流量(たとえばポンプ最大吐出量)に設定し、ポンプレギュレータ８に指令する。
【００４８】
ステップＳ９では、差圧スイッチ１１がＯＮか否かが判別され、ＹＥＳの場合にステップＳ１０で差圧スイッチ１１のＯＮ状態が継続する時間のカウントを開始する。
【００４９】
続いて、ステップＳ１１，Ｓ１２で判定タイマ及び差圧スイッチＯＮ時間がそれぞれの設定時間を経過したか否かが判別され、いずれもＹＥＳの場合にフィルタ目詰まり状態である(異常)と判定される。
【００５０】
一方、ステップＳ１２でＮＯ(差圧スイッチＯＮ時間が設定時間に達していない)となると、ステップＳ１４で目詰まり状態でない(正常)と判定される。
【００５１】
そして、ステップＳ１５で「判定済み」のフラグが立てられるとともに、判定タイマ、差圧スイッチＯＮ時間がそれぞれリセットされる。
【００５２】
次いで、ステップＳ１６で「正常」または「異常」の判定結果が表示手段１２によって表示されてフィルタ目詰まり検出が終了する。
【００５３】
なお、ステップＳ７，Ｓ１１でＮＯの場合はステップＳ３に戻り、ステップＳ９でＮＯ(差圧スイッチＯＦＦ)の場合はステップＳ１１に移行する。
【００５４】
このように、目詰まり検出を行うべき作動油温度としての規定温度Ｔｒを、エンジン始動前の初期油温Ｔｉに応じて低温時に高温時よりも下げる方向で変更するため、寒冷時にも必要なフィルタ目詰まり検出頻度を確保することができる。
【００５５】
しかも、初期油温Ｔｉが高い場合(通常温度の場合)には規定温度を上げるため、通常温度下では検出精度を高めることができる。
【００５６】
すなわち、寒冷時でも必要な検出頻度を確保しながら、通常温度下での高い検出精度を維持することができる。
【００５７】
なお、初期油温Ｔｉが設定値未満の場合、規定温度Ｔｒが第１規定温度よりも低い第２規定温度となるため、規定温度Ｔｒが第１規定温度の場合よりも検出精度が低くなるが、上記説明で例示した２規定温度＝３０℃の設定によれば、必要な検出頻度を確保しつつ、検出誤差を現実に差し支えない程度に抑えることができる。
【００５８】
また、この装置によると次の効果が得られる。
【００５９】
(Ｉ)  リモコン弁３の非操作時、つまり作業休止時に目詰まり検出が行われるため、作業に支障を与えない範囲でフィルタの目詰まり検出を行うことができる。
【００６０】
(ＩＩ)  この場合、目詰まり検出中(図３のステップＳ１１でＮＯとなる間)にリモコン弁３の操作があったときは、図２のステップＳ５でＮＯとなり、ステップＳ４で判定可能フラグがＯＦＦとなって目詰まり検出を中断するため、操作の影響によりフィルタ前後の圧力が変化して誤検出を招くおそれがない。
【００６１】
(ＩＩＩ)  上記目詰まり検出の中断時に、ポンプ吐出量が操作に応じた値、つまり通常の流量制御に戻るため、流量が多いまま操作が行われることで微操作性が損なわれるというおそれがない。
【００６２】
(ＩＶ)  油圧ポンプ１に規定流量を吐出させた状態(図３のステップＳ８)で目詰まり検出を行うため、検出に適した流量を規定流量として設定することにより、検出精度を上げることができる。
【００６３】
(Ｖ)  この場合、規定流量を一定時間継続して流す(ステップＳ１１)ため、検出精度がより向上する。
【００６４】
(ＶＩ)  圧力検出手段としてオン／オフ式の差圧スイッチ１１を用いるため、圧力検出手段のコストが安くてすむ。
【００６５】
(ＶＩＩ)  差圧スイッチ１１の作動状態が一定時間継続したときに目詰まり状態であると判定する(ステップＳ１３)ため、目詰まり以外の原因によって一時的に差圧スイッチ１１が作動した場合を目詰まり判定から除外し、検出精度を上げることができる。
【００６６】
(ＶＩＩＩ)  図３のステップＳ１５で判定済みフラグを立てるため、すなわち、エンジンキースイッチ１５の１回のオン操作につき１回だけ目詰まり検出を行うため、とくに実施形態のようにリモコン弁３の非操作時に規定流量を流して目詰まり検出を行う構成をとる場合に、非操作時ごとに目詰まり検出が実行されることによるエネルギーロスを防止することができる。
【００６７】
他の実施形態
(１)  目詰まり検出頻度が過剰とならないように、前回の目詰まり検出からの経過時間を計測し、一定時間以上経過したことを条件として目詰まり検出を行うようにしてもよい。
【００６８】
(２)  上記実施形態では、１回のエンジンキースイッチＯＮ操作で１回だけ目詰まり検出を行い、この１回の検出作用で「異常」の判定が出されると目詰まり状態であると結論付ける構成をとったが、複数回(たとえば３回)のエンジンキースイッチＯＮ操作による複数回の検出作用によって連続して「異常」の判定が出されたときにはじめて目詰まり状態であると結論付ける構成をとってもよい。
【００６９】
(３)  上記実施形態では、初期油温が設定値以上か未満かの二通りで規定温度を第１及び第２両規定温度のうちで変更する構成をとったが、初期油温を三通り以上の温度域に分け、規定温度をこの温度域に対応する三つ以上のうちで変更する構成をとってもよい。
【００７０】
あるいは、前記のように初期油温と規定温度の関係を予めテーブル化しておき、初期油温に応じて規定温度を連続的に変化させるようにしてもよい。
【００７１】
(４)  上記実施形態では、目詰まり状態か否かのみを判定し表示するようにしたが、圧力検出手段として圧力センサを用いて差圧を検出し、この差圧に基づいて「目詰まり状態」を含めた目詰まり度合いを割り出し、逐次、あるいは適時、この目詰まり度合いを表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  油圧ポンプ
２  エンジン
３  リモコン弁(操作手段)
４  コントロールバルブ
５  油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)
６  フィルタ
８  ポンプレギュレータ
９  コントローラ(制御手段)
１０  油温センサ(油温検出手段)
１１  差圧スイッチ(圧力検出手段)
１２  表示手段
１３，１４  圧力センサ(操作検出手段)
１５  エンジンキースイッチ
【図１】
0005402875.tif 000002
【図２】
0005402875.tif 000003
【図３】
0005402875.tif 000004